Mobac – stopper quand la fin approche
Rapport d’application
Moyennant la valeur de réflexion, le capteur détecte s’il vise le fil ou le corps de bobine.
Utilisation astucieuse du capteur O3D
La société Mobac GmbH est spécialisée dans les appareils à dévider les fils et les câbles. Fidèle au principe des grands fabricants de fils et de câbles selon lequel «qui veut fabriquer des fils et des câbles doit savoir freiner», elle apporte une attention particulière au point de freinage parfait dans ses installations. Car le fil fixé au corps de bobine détruirait immanquablement le mécanisme de bobinage et les bobines si l’opération de dévidage, qui se déroule à vitesse élevée, ne s’arrêtait pas à temps avant que la fin du fil soit atteinte. C’est pour cela que Mobac utiilise un capteur caméra d’ifm. Celui-ci détecte de manière fiable la dernière nappe de fil sur le corps de bobine et enclenche à temps l’opération de freinage.
Michael Will, directeur technique chez Mobac: «Nous construisons des installations pour bobiner, dévider ou rebobiner les matériaux les plus divers. Nous venons au départ de l’industrie des fils et des câbles, mais à ce jour nous bobinons aussi des feuilles, des produits d’extrusion et des filins ou encore des fibres, par exemple des fibres de carbone. Autrement dit, tout ce qui se bobine et se dévide d’une manière ou d’une autre et doit être disponible dans l’application de manière polyvalente et flexible.»
Rebobiner les fils de soudure
L’une de ces machines spéciales fabriquées pour un client bien précis est une installation de rebobinage pour fils de soudure de divers types. Sa tâche consiste à répartir du fil de soudure provenant d’une grosse bobine de réserve sur de nombreuses petites bobines selon les besoins spécifiques des clients.
Michael Will explique la problématique : «Le souhait de notre client était d’arrêter automatiquement l’opération de rebobinage avant que le matériau ne soit fini sur la bobine de réserve. Car la fin du fil est généralement très bien fixée à la bobine de réserve. Et si l’installation fonctionnait jusqu’à la fin du fil lors du rebobinage, les bobines ou d’autres composants du poste de rebobinage seraient détruits, étant donné que les fils de soudure sont très résistants à la traction.
Auparavant, un opérateur regardait la bobine de dévidage et arrêtait manuellement l’opération à temps. Il bobinait ensuite les spires restantes en mode manuel pas-à-pas, ou il coupait et jetait tout simplement l’extrémité du fil. Cette manière de procéder n’est ni particulièrement sûre, ni efficace. Le défi était donc de créer un dévideur qui tourne à haute vitesse jusqu’à la dernière nappe et détecte automatiquement quand la toute dernière nappe commence à être dévidée sur la bobine de réserve.
Le capteur freine
C’est avec cette problématique que Mobac s’est adressée au spécialiste de l’automatisation ifm. Il s’agissait de trouver un capteur qui détecte la dernière spire sur la bobine de dévidage et déclenche un freinage doux mais malgré tout en temps utile de l’installation de rebobinage.
Mobac a testé divers types de capteurs optoélectroniques pour détecter la fin du fil sur les différents corps de bobine. C’est le capteur optoélectronique 3D O3D d’ifm qui s’est avéré le plus fiable et le plus universel à la fois. Ce capteur est en fait utilisé pour la détection tridimensionnelle d’objets et de scènes. C’est toutefois une tout autre propriété du capteur qui est mise à profit dans cette application.
Dévideur apte à recevoir différents corps de bobine
Valeurs de réflexion et ROI
Stefan Leimann, Senior Sales Engineer Position Sensors chez ifm, explique le tour de passe-passe : «Pour chaque point de l’image caméra, le capteur fournit une valeur de réflexion que nous utilisons. Elle est représentée dans le capteur avec une valeur d’amplitude de 0...65.536. Lorsque le capteur vise le fil, il voit une ligne blanche claire, qui est la lumière réfléchie par le fil. Cela génère une valeur d’amplitude très élevée. Si une valeur seuil déterminée n’est pas atteinte, cela indique une réflexion réduite. C’est précisément le cas quand on ne voit plus de fil.
Dans le capteur caméra, nous avons défini deux zones, appelées ROI, que le capteur évalue, à savoir le côté gauche et le côté droit de la bobine. Cela n’a donc pas d’importance que la dernière nappe soit dévidée de la gauche ou de la droite. Dès qu’une des deux ROI du capteur vise le corps de bobine, la valeur de réflexion baisse. L’opération de dévidage est alors arrêtée à temps par signal de capteur avant même que la dernière spire fixée du corps de bobine soit atteinte. Cela permet dès lors d’éviter de manière fiable les dommages au niveau de la machine.»
Flexibilité maximale
Un défi qu’il s’agissait de relever : Les bobines de réserve se composent de différents supports. Tantôt ce sont des bobines en plastique constituées d’un corps massif, tantôt ce sont des supports de fil de soudure classiques à base de treillis métallique. Les fils aussi existent en différentes matières : fil métallique nu ou fil vernis en divers coloris.
« Sur cette installation, notre client utilise des fils de différents diamètres sur différentes bobines de support. Nous avons pu paramétrer le capteur de manière universelle de façon à ne pas devoir changer le paramétrage, même en cas de combinaisons fil-bobine différentes. La détection de la dernière nappe moyennant la valeur de réflexion fonctionne toujours parfaitement. C’est la raison pour laquelle nous avons opté pour ce capteur ifm. Avec cette solution, nous couvrons l’ensemble de la gamme. Notre client peut exploiter n’importe quelles bobines, même celles qui n’ont pas été testées auparavant sur cette machine», précise Michael Will.
Chez Mobac, on équipera aussi au besoin les machines futures avec ce système d’arrêt automatique. «Nous fabriquons en effet selon le souhait du client. La caméra est utile dans le cas où on ne dispose pas d’opérateur sur place ou qu’un opérateur doit piloter plusieurs installations en même temps. Dans ce cas, nous proposons en option ce capteur au client.»
Le corps de bobine vide réfléchit nettement moins de lumière que le fil. Le capteur signale «aucun fil présent».
Conclusion
Pour trouver la solution optimale, il faut parfois que la pensée emprunte un détour. Ainsi, un capteur qui a été développé pour de tout autres tâches se révèle être la solution parfaite. Chez Mobac, on se montre pleinement satisfait : «Compact, robuste, simple à manipuler. Pour notre application, l’O3D d’ifm est idéal. Il a permis de réaliser ce que nous espérions. Si nous y avions pensé d’emblée, nous aurions pu nous épargner les tests avec les autres capteurs. Pour nous, il était intéressant de voir tout ce que le capteur est capable de couvrir», conclut Michael Will.